JPS62122135A - 液相エピタキシヤル成長法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ３元以上の化合物半導体エピタキシャル成長、特にＨｇ
ＣｄＴｅの成長では閉管チッピング方式の液相成長が専
ら用いられている。この際、所望の組成比のエピタキシ
ャル層を析出する飽和メルトを作ることが必要であるが
、そのためダミーウェハーをメルトにディップする方法
が採られる。本発明ではその時のダミーウェハーの組成
を特定の比率に決めることによりエピタキシャル層の組
成の変動を無くした。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、３元以上の化合物半導体の液相エピタキシャ
ル成長に用いる飽和メルト溶液の作成に関する。

３元化合物半導体としてＨｇＣｄＴｅの結晶成長には、
Ｈｇ蒸気圧が高いため通常閉管チッピング方式による液
相エピタキシャル成長法が用いられる。

結晶成長すべき基板を加熱された飽和メルト溶液にディ
ップして、そのメルトの温度を徐々に低下させてエピタ
キシャル層の成長を行う。

飽和メルトを作成するのため、通常ダミーウェハーバー
と称する別の化合物基板をメルトと接触、溶は込ませる
ことによりメルトを飽和状態に維持する方法が採られる
。

このためダミーウェハーの溶は込みによる飽和メルトの
組成変動及びそれに伴ってエピタキシャル層の組成も変
動する問題があり改善が要望されている。

〔従来の技術〕

従来の技術によるＴｅ溶媒にＣｄ、Ｈｇを溶解させて、
Ｈｇ　Ｉ−ｘ　Ｃｄ　ｘ　Ｔ　ｅを閉管チッピング法に
よりエピタキシャル成長を行うには、メルト組成の僅か
な変動によりその液相化温度ＴＬが変化しエピタキシャ
ル成長開始温度を正確に制御するのが困難である。

そのため、予想されるＴＬよりも数度高い温度までメル
トを加熱してメルトをダミーウェハーと接触させて、ダ
ミーウェハーを溶は込ませることにより飽和メルトを作
成している。

上記Ｈｇ　Ｃｄ　Ｔ　ｅのエピタキシャル成長では、基
板材料と同一のＣｄＴｅ板を予めメルト槽に挿入してお
いて、この材料を溶解させて飽和メルトを作成し、その
後チッピング工程に移る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記に述べた、従来の技術によるダミーウェハーを使用
して飽和メルトを作成する方法では、この時に用いるダ
ミーウェハーの組成によって成長するエピタキシャル層
の組成も変わって来る問題を生ずる。

例えば、基板と同じＣｄＴｅをダミーウェハーとして使
用すると、ＴｅＱ９媒中のＣｄ成分比が大となり、成長
するＨ　ｇ　、　−ｙ　Ｃｄ　ｚ　Ｔ　ｅのＸ値も大と
なる。

また、ＨｇＴｅのダミーウェハーを使用すると、逆にメ
ルト中のＨｇの濃度が大となりＨｇ＋−ｘＣｄｘＴｅの
Ｘ値は小となる。

このため、実際のエピタキシャル成長層では、最初にメ
ルトを準備する段階で企図せる組成からは、ずれた組成
の成長層を得ることになる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、ダミーウェハーをディップせる飽和メル
トを用いて３元以上の化合物半導体のエピタキシャル成
長させるに当たり、該ダミーウェハーの溶融により前記
飽和メルトの組成変動が相図の固相線に沿って移動する
特性を有する組成のダミーウェハーを用いることよりな
る本発明の液相エピタキシャル成長法によって解決され
る。

〔作用〕

本発明では、予めメルトの合金状態図を用いて、ダミー
ウェハーがメルトに溶は込み状態図での位置が多少ずれ
ても、析出する結晶組成の変化を殆ど無くすごとくダミ
ーウェハーの組成が決定されている。

これによりエピタキシャル成長層は最初に企図せるＸ値
よりのずれがなくなり、成長の制御が非常に容易となる
。

然も、ダミーウェハーの組成は計算により容易に決定す
ることが可能である。

〔実施例〕

、　本発明による一実施例を状態図を用い詳細説明する
。本状態図は下記文献より引用した。

Ｔｕｎｇ　　Ｔ、、Ｓｕ　　Ｃ，Ｈ，、Ｌｉａｏ　　Ｐ
、に、、ＢｒｅｂｒｉｃｋＲ，Ｆ、、ジャーナル・オブ
・パアキュウム・ササイエンス・アンド・テクノロジ（
Ｊ、Ｖａｃ、Ｓｃｉ。

Ｔｅｃｈｎｏｌ、）　　２１　（１’９８２）　１１７
図面はＨｇＣｄＴｅ３元化合物の、Ｔｅを溶媒とせる相
図を部分的に拡大図示せるものである。横軸はＣｄ、縦
軸はＨｇのモル分率で表したＴｅ溶媒中での成分比を示
す。

モル分率はそれぞれの元素のモル数を全成分のモル数と
の比で表した表示で、この場合ＣｄとＨｇとＴｅのそれ
ぞれのモル分率を合計せるものは、常に１となる。従っ
て図面で表示せる領域は大部分がＴｅのモル分率は約７
３％以上でＴｅ’Ｊソチの領域である。

図面で実線は液相線を表し、液相線の右上方領域は液相
でこれより温度が僅かでも低下すれば結晶の析出が始ま
ることを示す。

更に、破線は析出せる結晶の成分比、この場合はＨｇ＋
−ｘＣｄ）（ＴｅのＸ値を示すもので５ｏｌｉｄ　Ｓｏ
’−１ｕｔｉｏｎ　　Ｉ　５ｏｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉ
ｏｎ　Ｌ　１ｎｅｓと呼ばれでいるが、本発明では簡単
に固相線と呼ぶ。

−例として、図面の０点で示す組成のメルトを用いる場
合を説明する。このメルトの組成はモル分率でＣｄは０
．０９、Ｈｇは０．１６、Ｔｅは０．７５を示している
。

この組成の液相化温度は約４８５度であり、メルトの温
度をこの飽和温度より僅かでも下げるとエピタキシャル
層の成長が開始され、そのときのＸ値は０．３１となる
。

即ち、ＣｄＴｅとＨｇＴｅの混晶比率が、０．３１　：
０．６９のＨｇＣｄＴｅの結晶が得られる。

メルトを作る時のＣｄとＨｇのモル分率、あるいは温度
の制御の僅かずれ等によりエピタキシャル成長の条件が
変動する。

このため実際の作業としては、予想される液相化温度よ
りも炉の温度を数度高い温度に維持して、メルトを飽和
温度より数度高くし、メルトにダミーウェハーを前以て
挿入しておき、これをメルトに溶は込ませることにより
飽和メルトを作成する手段が採られている。

前記０点の組成のメルトを用い、ＣｄＴｅをダミーウェ
ハーとして用いるとメルトの組成は図面でＯＡの方向に
変化していく。

また、ＨｇＴｅをダミーウェハーとして用いるとＯＣの
方向に変化する。

即ち、Ａ点で飽和メルトに達したとすると、この点での
エピタキシャル成長層のＸ値は０．３８となり、初期の
目標値０．３１より大きくずれる。

今ＯＢの方向にずれる組成のダミーウェハーを用いると
、この場合、変化の方向が固相線とほぼ平行しているの
でエピタキシャル層のＸ値は０．３１のままで、変化を
生じない。

この場合のダミーウェハーはＨｇｏ、　ｑ　Ｃｄｏ、　
＋　Ｔ　ｅの組成を用いると良いことは状態図より簡単
な計算により求めることが可能である。

以上、本実施例ではＨｇＣｄＴｅのエピタキシャル成長
法を例にとって説明したが、その他の３元以上の化合物
半導体の結晶成長にも本発明の方法は適用可能である。

〔発明の効果〕

以上に説明せるごとく、本発明の液相エピタキシャル成
長法を適用することにより、３元以上の化合物半導体の
エピタキシャル成長のプロセス制御が容易となり、結晶
の品質の向上に寄与する所大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかわる液相エピタキシャル成長法を説
明するための状態図を示す。 図面において、実線は液相線、破線は固相線をそれぞれ
示す。 Ｈ９Ｍモル今干

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ダミーウェハーをディップせる飽和メルトを用いて３元
   以上の化合物半導体のエピタキシャル成長を行うに当た
   り、 該ダミーウェハーの溶融により前記飽和メルトの組成変
   動が相図の固相線に沿って移動する特性を有する組成の
   ダミーウェハーを用いることを特徴とする液相エピタキ
   シャル成長法。